биол. оценка безопасности 2014x

Белорусский государственный университет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
________________ А.Л. Толстик
«____» ____________ 2014 г.
Регистрационный № УД-965_/баз.
Учебная программа для специальности:
1-31 01 02 Биохимия
2014 г.
СОСТАВИТЕЛЬ:
Татьяна Александровна Кукулянская, доцент кафедры биохимии Белорусского
государственного университета, кандидат биологических наук, доцент.
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Елена Аркадьевна Храмцова, доцент кафедры генетики Белорусского
государственного университета, кандидат биологических наук, доцент.
Юлия Анатольевна Лесникович, зав. доцент кафедры неорганической химии
Белорусского государственного университета, кандидат химических наук, доцент.
Кафедрой биохимии Белорусского государственного университета (протокол № 2
от 20 февраля 2014 г.);
Учебно-методической комиссией биологического
государственного университета (протокол №
от
факультета Белорусского
2014 г.);
Научно-методическим советом Белорусского государственного университета
(протокол № от
2014 г.)
Ответственный за редакцию: Кукулянская Татьяна Александровна
Ответственный за выпуск: Кукулянская Татьяна Александровна
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная программа по дисциплине «Биохимическая и молекулярнобиологическая оценка безопасности пищевых продуктов и лекарственных
средств» составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов
высшего образования первой ступени по специальности 1-31 01 02 Биохимия.
Актуальная в настоящее время проблема продовольственной безопасности
– это проблема качества и безопасности продовольственного сырья и пищевых
продуктов, поскольку пища может быть источником и носителем большого
числа потенциально опасных и токсичных веществ химической и биологической
природы. Также потенциально опасным является применение лекарственных
средств, так как влияние на биохимические системы фармакологических
веществ может приводить, помимо положительных, к нежелательным эффектам.
Многочисленные существующие и вновь создаваемые лекарственные препараты
и продукты питания должны исследоваться на предмет безопасности и
потенциальной токсичности. Для оценки их безопасности используются
различные традиционные (биологические и химические) методы, а также новые
высокоэффективные и быстрые методы оценки токсичности.
Цель курса – сформировать у студентов целостную систему знаний о
методологии оценки химической и биологической безопасности пищевых
продуктов и токсичности лекарственных средств.
Задачи курса:
- познакомить студентов и основными путями загрязнения продуктов
питания ксенобиотиками, классификацией чужеродных веществ химического и
биологического происхождения;
- систематизировать методологические подходы, методы и критерии
оценки безопасности пищевых продуктов;
- рассмотреть факторы токсичности лекарственных средств, основные
классы токсических соединений и принципы анализа токсичности лекарственных
препаратов.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основные факторы и критерии безопасности пищевых продуктов и
лекарственных средств;
- принципы методов оценки безопасности пищевых продуктов и
лекарственных средств;
- методы оценки мутагенного и канцерогенного действия химических
веществ, содержащихся в продуктах питания и продовольственном сырье;
- методы оценки и критерии безопасности пищевых продуктов, полученных
с использованием генетически модифицированных организмов;
- экспериментальные биологические модели оценки токсического действия
лекарственных препаратов in vivo и in vitro;
уметь:
- использовать стандарты и другие нормативные документы при оценке, и
контроле безопасности пищевых продуктов;
- интерпретировать и экстраполировать токсикологические данные,
полученные в экспериментах in vivo с животных на человека;
- проводить обработку результатов измерений с использованием пакетов
прикладных программ;
- использовать современные способы поиска и анализа информации в
области оценки безопасности пищевых продуктов и лекарственных средств;
владеть:
- методологией оценки безопасности пищевых продуктов и потенциальной
токсичности лекарственных средств;
- основными биохимическими и молекулярно-биологическими методами
оценки безопасности пищевых продуктов и лекарственных средств.
При чтении лекционного курса необходимо использовать технические
средства обучения для демонстрации слайдов и презентаций, наглядные
материалы в виде таблиц и схем.
При организации самостоятельной работы студентов по курсу следует
использовать комплекс учебных и учебно-методических материалов в сетевом
доступе (программу, методические пособия, список рекомендуемых источников
литературы и информационных ресурсов, задания в тестовой форме и вопросы
для самоконтроля).
Программа рассчитана на 102 часа, из них – 40 аудиторных, в том числе 26 –
лекционных, 10 – лабораторных занятий и 4 – управляемой самостоятельной
работы студентов.
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№
разделов
и тем
Наименование разделов и тем
Введение
Оценка безопасности пищевых
продуктов
Химическое загрязнение пищевых
продуктов и продовольственного
сырья.
Методы
выявления
ксенобиотиков
в
пищевых
продуктах.
Методы оценки мутагенного и
канцерогенного
действия
химических
веществ,
содержащихся
в
пищевых
продуктах.
Оценка безопасности пищевых
продуктов,
полученных
с
использованием рекомбинантных
микроорганизмов.
Оценка
безопасности
лекарственных средств
Характеристика
токсического
действия лекарственных средств.
Методы анализа лекарственных
средств.
Оценка
токсичности
лекарственных препаратов.
Методы
оценки
токсичности
лекарственных
препаратов
в
опытах in vivo. Биомодели в
лекарственной токсикологии.
Альтернативные методы оценки
токсичности
лекарственных
препаратов.
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
ИТОГО:
Аудиторные часы
Лекции Лабораторные
занятия
УСР
2
4
4
6
4
4
2
8
2
6
4
6
2
6
2
2
4
8
4
2
2
26
8
8
10
4
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
1. ВВЕДЕНИЕ
Самост.
работа
60
Безопасность
пищевых
продуктов,
лекарственных
средств,
продовольственного
и
фармакологического
сырья,
и
факторы
ее
обуславливающие. Основы государственной политики в области обеспечения
безопасности продовольственного и фармакологического сырья. Основные
законодательные и нормативные документы.
Медико-биологические требования и санитарные нормы качества и
безопасности пищевых продуктов и лекарственных средств. Критерии
безопасности, токсикологическая оценка. Системы обеспечения качества и
безопасности пищевых продуктов. Концепция Контрольной критической точки
при анализе опасного фактора.
2. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
2.1. Химическое загрязнение пищевых продуктов и продовольственного
сырья. Методы выявления ксенобиотиков в пищевых продуктах.
Загрязнение пищевых продуктов и продовольственного сырья
чужеродными соединениями. Общая характеристика основных ксенобиотиков:
диоксин и диоксиноподобные соединения; радионуклиды; пестициды;
антибактериальные препараты; гормональные препараты; транквилизаторы и др.
Методы выявления ксенобиотиков в пищевых продуктах и провольственном
сырье.
Загрязнение
пищевых
продуктов
веществами
биологического
происхождения. Методы выявления микотоксинов в пищевых продуктах и
продовольственном сырье.
Критерии оценки безопасности применения пищевых добавок. Определение
предельно допустимых концентраций (ПДК) и расчет безопасного допустимого
суточного потребления (ДСП).
2.2. Методы оценки мутагенного и канцерогенного действия
химических веществ, содержащихся в пищевых продуктах.
Современные краткосрочные тесты для выявления мутагенов и
канцерогенов. Принципы поэтапного тестирования. Батареи методов
тестирования. Использование технологий рекомбинантных ДНК для создания
тест-систем для оценки мутагенного или канцерогенного действия химических
веществ, содержащихся в пищевых продуктах и продовольственном сырье.
Бактериальные тест-системы для выявления мутагенного и канцерогенного
действия химических веществ. Тест Эймса и его модификации, позволяющие
учитывать
возможность
метаболической
активации
ксенобиотиков.
Интерпретация результатов, полученных в бактериальных тестах. Тесты на
мутагенность с использованием эукариотических организмов. Использование
культуры клеток млекопитающих в тестах in vitro. Методы анализа ДНКаддуктов.
Классификация химических веществ, в том числе и пищевых добавок, на
основании результатов тестов на мутагенность и канцерогенность.
2.3. Оценка безопасности пищевых продуктов, полученных с
использованием рекомбинантных микроорганизмов.
Генетически модифицированные пищевые продукты и сырье. Оценка
безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья, полученных с
использованием микроорганизмов, выведенных методом рекомбинантной ДНК.
Методы определения и обнаружения непредусмотренных последствий. Оценка
биологического характера непредусмотренных последствий и потенциального
воздействия на безопасность пищевых продуктов. Оценка потенциальной
токсичности экспрессированных веществ. Анализ состава ключевых компонентов
и воздействия метаболитов пищевых продуктов.
3. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
3.1. Характеристика токсического действия лекарственных средств.
Факторы токсичности лекарственных средств. Основные классы
токсических соединений. Общая характеристика токсического действия
химических веществ. Токсические дозы и токсические концентрации вещества.
Общая характеристика и классификация токсичных химических веществ.
Химическая структура и физико-химические свойства различных групп
токсичных веществ.
Классификация типов нежелательных эффектов лекарственных средств:
дозозависимые эффекты; независимые от дозы эффекты; постоянные эффекты;
отсроченные эффекты; эффекты после лечения.
3.2. Методы анализы лекарственных средств.
Принципы общего (ненаправленного) анализа лекарственных средств.
Общая характеристика методов анализа: химические, хроматографические,
спектральные, иммунохимические методы анализа. Комплексный подход при
использовании различных методов анализа. Принципы рационального сочетания
методов.
3.3. Оценка токсичности лекарственных препаратов.
Оценка
возможной
токсичности
лекарственного
препарата:
токсикологические исследования in vitro для оценки генетической и
биохимической токсичности; оценка острой токсичности с изучением
физиологических систем; оценка подострой и хронической токсичности; оценка
канцерогенности; оценка репродуктивной токсичности; оценка генетической
токсичности.
3.4. Методы оценки токсичности лекарственных препаратов в опытах
in vivo. Биомодели в лекарственной токсикологии.
Методы определения токсикологических показателей в опытах на
лабораторных животных. Лабораторные животные и правила отбора животных
для эксперимента. Правила гуманного обращения с лабораторными животными.
Классические и стандартизованные модели в лекарственной токсикологии.
Генетически обусловленные и экспериментальные модели для оценки острой и
хронической токсичности фармакологических веществ. Биомодели для оценки
общетоксического действия. Биомодели для исследования антидотов и
комплексонов (радиопротекторов).
3.5. Альтернативные методы оценки токсичности лекарственных
препаратов.
Методы токсикологической оценки лекарственных препаратов и
фармакологических субстанций in vitro и in silico. Методы оценки токсичности с
использованием культур клеток человека и животных. Концепция проведения
опытов токсичности in vitro. Стратегия «тестов-цепочек». Параметры,
используемые для оценки достоверности систем in vitro. Тесты in vitro для
изучения цито- и гепатотоксичности. Интерпретация и подтверждение
полученных результатов. Ограничение методов оценки in vitro.
Альтернативные модели оценки опасности лекарственных средств с
использованием методов математического и компьютерного моделирования;
система QSAR.
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1. Донченко, Л.В. Безопасность пищевой продукции / Л.В. Донченко, В.Д. Надыкта. – М.:
ДеЛиПринт, 2007. – 540 с.
2. Каркищенко, Н.Н. Классические и альтернативные модели в лекарственной
токсикологии / Н.Н. Каркищенко. – Биомедицина. – 2004, № 4, с. 5 – 23.
3. Красовский, Г.Н. Экстраполяция токсикологических данных с животных на человека /
Г.Н. Красовский, Ю.А. Рахманин, Н.А. Егорова. – М.: Медицина, 2009. 208 с.
4. Куценко, С.А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. – СПб.: Наука, 2002. – 396 с.
Дополнительная:
5. Биобезопасность пищевых продуктов: Учебное пособие / Е.В. Никитина, О.А. Решетник.
– Казань : КГТУ, 2006. – 92 с.
6. Булдаков, А.С. Пищевые добавки : справочник / А.С. Булдаков. – М.: ДеЛиПринт, 2003.
– 436 с.
7. Каркищенко, Н.Н. Основы биомоделирования / Н.Н. Каркищенко. – М.: Издательство
ВПК, 2004. – 608 с.
8. Оксигендлер, Г.И. Яды и организм / Г.И. Оксигендлер. – СПб.: Наука, 1991. – 317 с.
9. Парамонова, Т.Н. Экспресс-методы оценки качества продовольственных товаров / Т.Н.
Парамонова. – М.: Экономика, 1988. – 111 с.
10. Пищевая химия: учебник для вузов / А.П. Нечаев [и др.]; под ред. А.П. Нечаева. – СПб.:
ГИОРД, 2007.- 563 с.
11. Позняковский, В.М. Безопасность сырья и пищевых продуктов / В.М. Позняковский,
Н.И. Дуныченко, И.А. Рогов. – Новосибирск: Сибирское Университетское издательство,
2007. – 227 с.
12. Руководство
по
экспериментальному
(доклиническому)
изучению
новых
фармакологических веществ / Р.У. Хабриев [и др.]; под общ. ред. Р.У. Хабриева. – 2-е
издание – М.: Медицина, 2005.- 832 с.
13. Секреты токсикологии / Линг Лис Дж. [и др.]; пер. с англ. – М.-СПб.: БИНОМ –
Диалект, 2006. -376 с.
14. Сердобинский, Л.А. Определение генетически-модифицированных источников в
продуктах питания и пищевом сырье / Л.А. Сердобинский // Пищевая промышленность.
– 2007.- № 3. – С.6-7.
15. Тарасов, А.В. Основы токсикологии / А.В. Тарасов, Т.В. Смирнова. – М. : Маршрут,
2006. – 160 с.
16. ТСХ-скрининг токсикологически значимых соединений, изолируемых экстракцией и
сорбцией / А.П. Арзамасцев [и др.]; под общ. ред. А.П. Арзамасцева. – М.: ГЭОТАРМедиа, 2010. – 240 с.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Для организации управляемой самостоятельной работы студентов по курсу
«Биохимическая и молекулярно-биологическая оценка безопасности пищевых
продуктов и лекарственных средств» следует использовать современные
информационные технологии: разместить в сетевом доступе комплекс учебных и
учебно-методических материалов (программа, методические указания к
лабораторным занятиям, список рекомендуемой литературы и информационных
ресурсов, вопросы для самоподготовки, задания в тестовой форме для
самоконтроля и др.).
Эффективность самостоятельной работы студентов целесообразно проверять
в ходе текущего и итогового контроля знаний в форме устного опроса,
контрольных работ, тестового контроля по темам и разделам курса. Для общей
оценки качества усвоения студентами учебного материала рекомендуется
использование рейтинговой системы.
ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ
Типовыми учебными планами специальности «Биохимия»
в качестве
формы итогового контроля по учебной дисциплине рекомендован экзамен.
Оценка учебных достижений студента осуществляется на экзамене и
производится по десятибалльной шкале.
Для текущего контроля качества усвоения знаний студентами можно
использовать следующий диагностический инструментарий:
- защита протоколов результатов выполнения лабораторных работ;
- защита подготовленного студентом реферата;
- письменные контрольные работы по отдельным темам курса;
- устные опросы;
- тестирование.